بررسی تاثیر فلزات کاشته شده در ناحیه لگن و آرتیفکت‌های فلزی ناشی از آن در توزیع دز ناحیه لگن در پرتودرمانی

پیش‌زمینه و هدف: گاهی بیماران سرطانی، دارای کاشت های فلزی در ناحیه لگن و فمورال هستند. با توجه به برهمکنش‌های فوتون با ماده و موقعیت ناحیه درمان نسبت به کاشت فلزی، وجود چنین عناصری می‌تواند منجر به تاثیر بر دوز دریافتی نسبت به دوز بیش بینی شده شود. همچنین، کاشت های فلزی به دلیل عدد اتمی موثر بالا و متفاوت نسبت به بافت بدن باعث ایجاد آرتیفکت‌های فلزی در تصاویر سی تی اسکن می‌شوند. هدف از این مطالعه، بررسی میزان تاثیر کاشت و آرتیفکت‌های فلزی بر توزیع دوز ناحیه درمانی است.مواد و روش کار: در این مطالعه، تصاویر ct هفت بیمار مرد مبتلا به سرطان پروستات که دارای کاشت فلزی تیتانیوم در ناحیه فمور بوده و جهت درمان به بیمارستان امام خمینی تهران مراجعه کرده بودند، مورد بررسی قرار گرفتند. در این بیماران، توزیع دوز ابتدا با در نظر گرفتن تاثیر آرتیفکت فلزی (طرح a) و نیز تصحیح تصویر سی تی اسکن و تبدیل چگالی الکترونی نواحی دارای آرتیفکت به بافت نرم (طرح b) و همچنین وجود کاشت فلزی و عبور پرتو از فلز (طرح c) و سپس تغییر چگالی الکترونی فلز به استخوان معمولی (طرح d) توسط سیستم طراحی درمان موناکو محاسبه شد. نتایج به دست آمده از سیستم طراحی درمان موناکو به نرم افزار verisoft انتقال یافت. اختلاف دو طرح درمانی a و b به‌طور کمّی و بر اساس شاخص گاما 3%/3^mm به‌وسیله این نرم افزار مقایسه و مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تاثیر کاشت تیتانیومی در تضعیف پرتو (طرح c و d) نیز به صورت کمّی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که میزان اختلاف مانیتوریونیت محاسبه شده در دو صورت تصحیح و عدم تصحیح چگالی الکترونی نواحی حاوی آرتیفکت فلزی، از 0.81 تا 3.78 مانیتوریونیت به ازای هر جلسه درمان می‌باشد. همچنین وجود فلز در مسیر پرتو می‌تواند تا حدود 3درصد اختلاف نسبت به عبور پرتو از استخوان ایجاد کند.نتیجه گیری: بنابراین، جهت پیاده سازی دقیق درمان باید تصحیحات لازم قبل از ایجاد طرح درمانی بر روی تصاویر ct انجام شود تا میزان خطاهای مربوط به محاسبات مانیتوریونیت به حداقل برسد.

the effects of metal implant and metal artifact on the dose distribution during radiation therapy of the pelvic region

background & aims:  in some cancer patients, there are metal implants in pelvic and femoral regions. due to the interactions of the photon with matter and location of treating region and metal implant, such high atomic numbered elements can influence absorbed dose compared to predicted values. also, metal implants cause metal artifacts in ct images due to their highly effective atomic number compared to body texture. the aim of this study was to evaluate the effect of metal implants and metal artifacts on the dose distribution in the treatment volume.materials & methods: in this study, ct images of seven prostate cancer patients who were referred to imam khomeini hospital, tehran for treatment with titanium metal implant in femur region were investigated. in these patients, initially dose distributions were calculated by monaco treatment planning system considering the effects of metal artifacts (plan a), correcting ct images and modifying electron density of artifact regions to soft tissue (plan b), transmission of photon through metal (plan c) and modifying electron density of metal to bone (plan d). the obtained results from monaco treatment planning system were then transferred to verisoft software. the quantitative differences of plans a and b were analyzed using a gamma index of 3%/3mm in this software. also, the effects of metal implant in beam attenuation (plans c and d) were analyzed quantitatively.results: this study showed that the difference of calculated monitor units in corrected and not-corrected electron density of metal artifact regions ranged between 0.81-3.78 monitor units per fraction. also the presence of metal in beam path can lead to a 3% difference compared to beam passing through bone.conclusion: therefore, for the precise implementation of the treatment, necessary corrections on ct images should be considered before the treatment planning to minimize the errors related to the monitor unit calculations.